層狀巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的模型試驗研究與數(shù)值驗證.pdf

1、邊坡失穩(wěn)是人類工程建設(shè)中最常見的地質(zhì)災(zāi)害之一。無論是人為因素還是自然因素造成的邊坡失穩(wěn)，有時其代價是非常大的，嚴(yán)重制約了國民經(jīng)濟(jì)的提升和社會的可持續(xù)發(fā)展。層狀巖質(zhì)邊坡是指在巖體內(nèi)有一組優(yōu)勢板裂層狀結(jié)構(gòu)或者原生層狀結(jié)構(gòu)的邊坡，分布較廣，發(fā)生失穩(wěn)破壞的情況也較多。由于巖體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特性，想要徹底弄清層狀巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)破壞的機理并不容易。本文以某等厚層狀巖體為原型，進(jìn)行了層狀巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性室內(nèi)模型試驗和數(shù)值模擬分析，具體工作如下：
　　

2、1.以相似理論為依據(jù)，根據(jù)物理模型試驗的要求，設(shè)計制作了室內(nèi)旋轉(zhuǎn)邊坡模型裝置，該裝置主要包括模型支架、旋轉(zhuǎn)平臺、抬升系統(tǒng)和測量系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)平臺增加了側(cè)向約束可移動支撐板，可以模擬二維和三維工況，平臺最大可旋轉(zhuǎn)角度為45°，可開展土質(zhì)和巖質(zhì)等多種材料和工況下的模型試驗。
　　2.進(jìn)行了4組模型試驗，試驗主要探究了：巖層傾角大小、巖體節(jié)理密度、邊坡坡角、巖體的節(jié)理裂隙走向、巖體結(jié)構(gòu)面內(nèi)摩擦角對層狀巖體邊坡穩(wěn)定性的影響，以及邊坡發(fā)生破壞的

3、變形規(guī)律等。
　　3.利用非連續(xù)變形分析方法（DDA）和軟件對模型試驗中數(shù)組工況進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了層狀巖質(zhì)邊坡破壞變形的規(guī)律，以及巖層內(nèi)摩擦角的改變對坡體穩(wěn)定性的影響。
　　通過研究分析認(rèn)為，節(jié)理裂隙的走向越接近垂直于巖層傾向時，邊坡越不穩(wěn)定；節(jié)理裂隙密度越小，邊坡越穩(wěn)定；節(jié)理裂隙的貫通性越好時，邊坡越容易發(fā)生破壞。順層巖質(zhì)邊坡變形的方式主要為滑動變形，在滑動變形的過程中伴隨有傾倒變形，破壞模式為滑移-拉裂破壞。坡體發(fā)生